高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教案

第一篇：高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教案

高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教案转载

选修3-1第三章

3．5 磁场对运动电荷的作用

一、教材分析

洛仑兹力的方向是重点，实验结合理论探究洛仑兹力方向，再由安培力的表达式推导出洛仑兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让全体学生都参与这一过程。

二、教学目标：

（一）知识与技能

1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题.知道质谱仪的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。

（二）过程与方法

通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。

三、教学重点难点

重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.四、学情分析

本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

五、教学方法

实验观察法、逻辑推理法、讲解法

六、课前准备

1、学生的准备：认真预习课本及学案内容

2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案 演示实验

七、课时安排： 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：（1）如图，判定安培力的方向

若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：导线所受的安培力大小？（2）电流是如何形成的？ 电荷的定向移动形成电流。

磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？ 这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1 说明电子射线管的原理：

从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。

实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。

（三）合作探究、精讲点播

1、洛伦兹力的方向和大小

运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。

方向（左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。思考：

1、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

甲 乙 丙 丁

下面我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。结论：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。洛伦兹力的大小

若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。

这段导体所受的安培力为 F安=BIL 电流强度I的微观表达式为 I=nqSv 这段导体中含有自由电荷数为 N=nLS。

安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为

当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为 上式中各量的单位：

为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）思考与讨论：

同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？ 教师引导学生分析得：

洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。思考：

2、电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？

3、、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将_______ A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转 C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转

2、电视显像管的工作原理 在图3.5－4中，如图所示：

（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向外（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向里（3）要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？ 先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。学生阅读教材，进一步了解显像管的工作过程。

（四）反思总结、当堂检测

（五）发导学案、布置作业

完成P103“问题与练习”第1、2、5题。书面完成第3、4题。

九、板书设计

1、洛伦兹力的方向：左手定则

2、洛伦兹力的大小：

3、电视显像管的工作原理

十、教学反思

“思考与讨论”在课堂上可组织学生开展小组讨论，根据线索的实际情况灵活铺设台阶，让不同层次的学生在讨论中有比较深刻的感受，然后通过交流发言得出正确结论。

临清三中—物理—朱广明—盛淑贞 选修3-1第三章

3．5 磁场对运动电荷的作用 课前预习学案

一、预习目标

1、知道什么是洛伦兹力。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。

4、了解电视机显像管的工作原理。

二、预习内容

1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做。

2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：

让磁感线 手心，四指指向 的方向，或负电荷运动的，拇指所指电荷所受 的方向。

3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式。

4．洛伦兹力对运动电荷，不会 电荷运动的速率。

5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成。

三、提出疑惑 课内探究学案

一、学习目标

1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。

二、学习过程

例1．试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.解答：甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里。

例2：来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（）A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转 C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转

解答：。地球表面地磁场方向由南向北，电子是带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西。故C项正确

例3：如图3所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（）A．使B的数值增大

B．使磁场以速率 v＝mgqB，向上移动 C．使磁场以速率v＝mgqB，向右移动 D．使磁场以速率v＝mgqB，向左移动

解答：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力，A不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，不可能平衡重力；磁场以V向右移动，等同于电荷以速率v向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不对；磁场以V向左移动，等同于电荷以速率v向右运动，此时洛伦兹力向上。当 qvB＝mg时，带电体对绝缘水平面无压力，则v＝mgqB，选项 D正确。

三、反思总结

四、当堂检测

1.一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（）A．此空间一定不存在磁场 B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场 C．此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直 D．以上说法都不对

2.一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是

（）A．由北向南飞行的正离子束

B．由南向北飞行的正离子束 C．由北向南飞行的负离子束

D．由南向北飞行的负离子束

3.电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则

（）A．磁场对电子的作用力始终不做功 B．磁场对电子的作用力始终不变 C．电子的动能始终不变 D．电子的动量始终不变

4.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（）

5.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是

（）A．B/v，方向竖直向上

B．B/v，方向水平向左 C．Bv，垂直纸面向里

D．Bv，垂直纸面向外 课后练习与提高

1．有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是

（）A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用 B．电荷在电场中一定受电场力的作用 C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致

D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直

2．如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是

（）A．匀速圆周运动 B．匀变速直线运动 C．变加速曲线运动 D．匀变速曲线运动

3．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做

（）A．匀速直线运动

B．匀速圆周运动 C．加速减速交替的运动

D．来回振动

4．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是

A．只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同

()

B．如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D．粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动

5．如图，是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy，y轴是显像管的纵轴线,位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y轴向十y方向射出.构成了显像管的“电子枪”。如果没有其他力作用,从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原O使荧光屏的正中间出现一个亮点。当在显像管的管颈处的较小区域(图中B部分)加沿z方向的磁场(偏转磁场),亮点将偏离原点0而打在x轴上的某一点,偏离的方向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B。为使荧光屏上出现沿x轴的一条贯穿全屏的水平亮线(电子束的水平扫描运动)，偏转磁场的磁感应强度随时间变化的规律是图中

（）

6．如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时

（）Ａ．速度相同

B．加速度相同

C．所受洛伦兹力相同

D．轨道给它的弹力相同

7．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为（）A．2：

1B．1：1

C．1：D．1：4

选修3-1第三章

3．5 磁场对运动电荷的作用答案 预习内容 1． 洛伦兹力．

2． 垂直穿入 正电荷运动 反方向 洛伦兹力 3． F＝qvBsinθ 4． 不做功 改变 5． 马鞍形 当堂检测

1、B；

2、AD；

3、Ａ、C；

4、C；

5、C； 课后练习与提高

1、ＢＤ

2、ＡＣ

3、Ａ

4、ＢＤ

5、Ａ

6、B

7、C

第二篇：高中物理 磁场对运动电荷的作用力教案

3.5磁场对运动电荷的作用力

教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。

5、了解电视机显像管的工作原理。

（二）过程与方法

通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。

（三）情感、态度与价值观

让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”

（三）情感、态度与价值观

通过讨论与交流，培养对物理探索的情感。教学重点

1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。教学难点

1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。

2、洛伦兹力方向的判断。教学方法

实验观察法、讲述法、分析推理法 教学手段

电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片 教学活动

（一）引入新课

（复习提问）前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：

（1）如图，判定安培力的方向

2若已知上图中：B=4.0×10 T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：导线所受的安培力大小？

（2）电流是如何形成的？ 电荷的定向移动形成电流。磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？

这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。

［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1

说明电子射线管的原理：

从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。

实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。

（二）进行新课

1、洛伦兹力的方向和大小

运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。

方向（左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。

课堂训练

1、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

甲 乙 丙 丁 下面我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。

结论：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。洛伦兹力的大小 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。

这段导体所受的安培力为 F安=BIL 电流强度I的微观表达式为 I=nqSv 这段导体中含有自由电荷数为 N=nLS。

安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为

F洛F安nLSBILnqvSLBqvB nLSnLS当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为 F洛上式中各量的单位：，q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）F洛为牛（N）思考与讨论：

同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？

教师引导学生分析得：

洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此

洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。

课堂训练

2、电子的速率v=3×10 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？

3、、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某

6qvBsin 一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将_______ A．竖直向下沿直线射向地面

C．相对于预定点稍向西偏转

2、电视显像管的工作原理

B．相对于预定地面向东偏转 D．相对于预定点稍向北偏转

在图3.5－4中，如图所示：

（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向外（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向里（3）要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？

先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。

学生阅读教材，进一步了解显像管的工作过程。

课堂训练

1、关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B

2、如图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）。其中正确的是

3、如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。则

Bv+E

A．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转 C．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转 D．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动

4、一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒子将在管中

A．做圆周运动

B．沿轴线来回运动 D．做匀速直线运动 C．做匀加速直线运动

第三篇：《磁场对运动电荷的作用力》的说课稿

我说课的题目是《磁场对运动电荷的作用力》

我的说课分课标分析、教学资源、学情分析、教法学法、教学过程、设计体会六部分：

第一部分：课标分析：

本课的课标要求是：通过实验，认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。

根据课标要求和我对教材的理解确定本节的教学目标如下：

（1）知识与技能：

A、会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

B、会计算洛伦兹力的大小。

C、知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理。

（2）过程与方法：

A、通过演示、实验、观察，形成洛伦兹力的概念

B、通过探究明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断

C、通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ

D、最后了解洛伦兹力的应用——电视显像管中的磁偏转

（3）情感态度与价值观：

A、培养学生的科学思维和研究方法引导学生学会观察、分析、推理；

B、培养学生主动与他人合作的精神、自主学习探究的精神；

C、培养学生正确的学习态度，让学生关注国内外科技发展的现状与趋势。

确定本节的重点是：1、洛伦兹力方向的判断

2、洛伦兹力大小的计算

难点是：洛伦兹力计算公式的推导

第二部分：教学资源：

1、教材资源：我使用的是普通高中课程标准实验教科书物理选修3—1第三章第五节《磁场对运动电荷的作用力》。本节课既是安培力知识的延续，又是为下一节《电荷在匀强磁场中的运动》的学习打基础，而且在以后的力学综合问题中经常会涉及到洛伦兹力与电场力等其它力的综合。在近两年的高考中都是以大题的形式出现，可见其重要性。

2、生活资源：电视机显像管、阴极射线管、感应圈、学生电源、蹄形磁铁，使学生领会物理与生活的联系。

3、网络资源：通过网络上的影像资料帮助学生开阔视野，理解新知识，使学生知道网络上不只是游戏、聊天……也有许多对我们自身发展有用的东西。

第三部分：学情分析：

（1）在知识上：学生已经对安培力有深刻的认识，知道其方向的判断和大小的计算，所以我采用比较的方式来突破洛伦兹力的方向判断这一重点。在推导出洛伦兹力大小的计算公式后再用比较的方式将公式推广。

（2）在能力上：学生对宏观与微观的联系的理解比较困难，学生逻辑思维能力相对较差，为攻克这一难点，我根据学生的实际情况为学生搭梯子，创设问题情境来解决。

为了达成本节的教学目标，突出重点，攻克难点，我采用如下的教法和学法

第四部分：教法和学法

从实际生活中的现象及所学的知识进行质疑→通过探究→来解疑，经历多次的比较，使知识得到理解；学生通过观察、分析、探究、讨论、归纳总结完成本节的学习任务。

这样设计符合新课改的学生为主体，教师为主导的精神，也符合学生的认知规律。

第五部分：教学过程

由于课堂教学是学生知识的获得，技能技巧的形成，智力、能力的发展以及情感态度与价值观养成的主要途径。为了达到预期的教学目标，我对整个教学过程进行了以下的设计：

（一）设置情境 引入新课（二）师生互动 探究新知

（三）联系实际 照应开课（四）课堂小结 板书设计

（五）课外探究 发散思维

（一）设置情境 引入新课

为了提高学生学习兴趣，我采用了两部分引课，首先播放极光的影像资料，（提出为什么从宇宙深处射来的带电粒子会在地球两极上引起极光呢？）然后，我展示生活中电视机的显像管（提出显像管中电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？）指出解开这两个问题的钥匙就是磁场对运动电荷的作用力，这个力我们把它称之为洛伦兹力，引入本课。这样设计的原因之一是学生对宇宙的秘密比较向往，实际生活中的现象学生比较关注，容易把注意力从课下转到课上来，原因之二隐藏了问题的答案，为磁场对运动电荷有力的作用打下伏笔。原因之三是新课标提倡物理要与生活生产相联系，这和新课标的精神相吻合。

（二）师生互动 探究新知

新知识一：洛伦兹力的方向

为突出这一重点，使学生获得直观的感性认识，我演示阴极射线在磁场中偏转的实验，提醒学生注意实验中的v、B、偏转方向的关系，根据演示实验的结果引导学生探究用什么方法能直观判断洛伦兹力的方向？教师根据学生探究的实际情况进行点拨：只要将运动的电荷等效成电流，利用安培力的方向判断方法是可以判断出运动电荷受力方向的，到此学生结合教材就可以得到判断洛伦兹力的方向的左手定则。由于判断安培力的方向也是用左手定则，学生很容易提出质疑：那二者有何区别呢？由学生对比分析得出结论：即四指所代表的意义不同：安培力中四指代表电流的方向，而洛伦兹力中四指代表正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，与等效电流的方向相同。为巩固所学新知识，进行实战演练（一）（二），这样就进一步验证了实验的结果，会使学生对所得结论深信不疑。明确了二者的区别之后，引导学生进一步探究安培力与洛伦兹力的联系，通过导线中微观电荷运动情况判断其所受洛伦兹力的方向和整个导线所受安培力方向的关系就不难得出：安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是宏观与微观、合力与分力的关系，为洛伦兹力大小的推导做好充分准备。这部分的设计也是新课改要求充分发挥学生的主体作用和教师主导作用的很好体现。

新知识二：洛伦兹力的大小

这是本课的难点，我结合教材中的思考与讨论、根据学生的认识规律将复杂问题简单化，设置四个小问题让学生依次去探究：

导线的方向与磁场的方向垂直，即导线中电荷定向运动的方向与磁场的方向垂直。

设导线中每个带电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，1、算出在时间t内的通过截面的粒子数？

2、如果粒子的电荷量记为q，由此可以算出q与电流I的关系？

3、写出这段长为vt的导线所受的安培力F？

4、写出每个粒子所受的力即它的洛伦兹力？

这样就为生学生提供解决问题的逻辑线索，降低了解决问题的难度。

通过探究推导得出：F=qvB（B⊥v），学生在每个问题解决过程中，能够锻炼学生的逻辑推理能力，在推理过程中，渗透宏观世界与微观世界的联系，以及解决物理问题的一种思想：即通过设置一些中间量，最后将其消掉得出我们所需要的结论。

在得到结论F=qvB后，再由公式推出B=F/vq，通过与电场强度E=F/q的比较，我们可以更深刻的认识磁：它只与运动的电荷有关，表现为公式中反映运动的物理量v，使所学知识得到升华。

因v与B不一定都垂直，让学生根据安培力计算公式的推导去探究当B与v平行、一般情况下如何计算电荷所受的洛伦兹力？学生经过探究不难得出：B∥v时：F=0 一般情况下：F=qvBsinθ,在这里可以进一步说明电荷受洛伦兹力的条件是什么？（运动电荷 速度与磁场不平行），由于电场对电荷也有作用力,为了加强学生对电场和磁场的区分和理解,可以让学生去总结带电粒子在电场和磁场中受力有何不同？使学生的思维得到发散。为了更好的学习下一节课，引导学生探究洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做功吗？引导学生由左手定则得到洛伦兹力与速度的方向始终是垂直的，和圆周运动的向心力的特点是一样，只能改变速度的方向，不能改变大小，对带电粒子不做功,这样也会使学生知道不能孤立的学习，要注意前后知识的联系。

（三）联系实际，照应开课

理论来自于实践，更要服务于实践，从而解决开课时提出的两个问题，关于极光让学生思考得出结论：是因为地球周围存在地磁场使带电粒子发生偏转，而电视机的显像管可以抛给学生，让学生阅读教材、结合思考与讨论了解其结构和原理，知道是显像管中偏转线圈产生的偏转磁场使电子束发生了偏转，使整个屏幕发光。在此还可以联想到前面电场中学习到的示波管的原理，让学生课后结合教材35页去比较二者的区别。这两部分是高考的热点和难点，这样可以使学生更好理解电荷在电场和磁场中运动情况，区分电偏转和磁偏转的原理。

（四）课堂小结，板书设计

让学生去总结本节课的主要内容。板书设计如下:

（五）课外探究，发散思维

让学生根据所本节所学的知识去探究生活和科技中还有哪些应用洛伦兹力的例子？课后进行交流。

这样设计可以增强学生学习的兴趣，开阔学生的视野，使学生的思维得到发散。

第六部分：设计体会

1、从学生的实际出发，来处理教材、选择教法、指导学法。

2、学生的潜力是无穷的，教师在进行教学设计的过程中要注意关键位置的引导，就能起到事半功倍的效果。

3、现在的学生善于合作，善于借助集体的力量完成学习任务，所以在教学中多设置探究题目，让学生探究得出结论，培养学生自主学习的能力，还能提高教学效果。

第四篇：【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--3.5《磁场对运动电荷的作用力》

选修3-1第三章 3．5 磁场对运动电荷的作用

一、教材分析

洛仑兹力的方向是重点，实验结合理论探究洛仑兹力方向，再由安培力的表达式推导出洛仑兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让全体学生都参与这一过程。

二、教学目标：

（一）知识与技能

1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题.知道质谱仪的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。

（二）过程与方法

通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。

三、教学重点难点

重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.四、学情分析

本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

五、教学方法

实验观察法、逻辑推理法、讲解法

六、课前准备

1、学生的准备：认真预习课本及学案内容

2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案 演示实验

七、课时安排： 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：

（1）如图，判定安培力的方向

下面我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。

结论：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。

洛伦兹力的大小

若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。

这段导体所受的安培力为

F安=BIL 电流强度I的微观表达式为

I=nqSv 这段导体中含有自由电荷数为

N=nLS。

安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为

F洛F安nLSBILnqvSLBqvB nLSnLS当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为 F洛qvBsin

上式中各量的单位：

F洛为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）

思考与讨论：

同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？ 教师引导学生分析得：

洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。思考：

2、电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？

3、、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将_______ A．竖直向下沿直线射向地面

B．相对于预定地面向东偏转

第五篇：高中物理 磁场对通电导线的作用力 教案（推荐）

3.4 磁场对通电导线的作用力

教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

3、了解磁电式电流表的工作原理。

（二）过程与方法

通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

（三）情感、态度与价值观

1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。教学重点

安培力的大小计算和方向的判定。教学难点

用左手定则判定安培力的方向。教学方法

实验观察法、逻辑推理法、讲解法 教学手段

蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片，多媒体辅助教学设备 教学活动

教学活动

（一）引入新课

通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。

（二）进行新课

1、安培力的方向

演示实验：

（1）改变电流的方向

现象：导体向相反的方向运动。（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向

现象：导体又向相反的方向运动。

教师引导学生分析得出结论

（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。

（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。

左手定则

通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

例：判断下图中导线A所受磁场力的方向。

通电平行直导线间的作用力方向如何呢？ 演示实验：

（1）电流的方向相同时

现象：两平行导线相互靠近。（2）电流的方向相反时

现象：两平行导线相互远离。

引导学生利用已有的知识进行分析

如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?

说明：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。

2、安培力的大小

通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力

F=BIL

当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。

问题：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？ 教师投影图3.4-4，引导学生推导：

将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B和与导线平行的分量B//，则，BBsin

B//Bcos

因B//不产生安培力，导线所受安培力是B产生的，故安培力计算的一般公式为：

FILBsin板书

3、磁电式电流表

中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表，下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。（1）电流表主要由哪几部分组成的？

投影图3.4-5。

电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。

（2）什么电流表可测出电流的强弱和方向？

磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大，线圈和指针偏转的角度就越大，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

（3）电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此分布？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。如图。

所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的。这样的磁场，可使线圈转动时，它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同，从而使表盘的刻度均匀。（4）磁电式仪表的优缺点是什么？

磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。课堂训练

1、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_______。

A．静止不动 B．向纸外平动

C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动

2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。

3、如图所示，一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为_______